برای جلوگیری از ورود تابش مستقیم و پراکنده­ی خورشید از طریق پنجره­های ساختمان در فصول گرم، می­توان پنجره­ها را با آفتاب­گیرهای درونی، بیرونی و شیشه­های چندجداره پوشش داد.

( اینجا فقط تکه ای از متن فایل پایان نامه درج شده است. برای خرید متن کامل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

کارکرد آفتاب­گیرهای درونی (پرده­های گوناگون) که بر روی سطح داخلی پنجره­ها نصب می­شوند، منعکس کردن تابشی است که از پنجره وارد ساختمان می­ شود. نقص عمده­ی آفتاب­گیرهای درونی این است که گرما را در سطح درونی شیشه و در فضای داخلی ساختمان نگه می­دارد و به تدریج سبب بالا رفتن دمای ساختمان می­ شود (منبع پیشین: ۱۸۳). در مجموع، آفتاب­گیرهای درونی حدود ۲۰ تا ۲۵ درصد از گرمای خورشید را کاهش می­ دهند (کسمایی، ۱۳۸۴: ۵۰).
آفتاب­گیرهای بیرونی (کرکره­های چوبی و حصیری، پرده­های پارچه­ای، صفحات عمودی و مشبک و …) که بر روی سطح بیرونی پنجره­ها نصب می­شوند، گرمای خورشید را در فضای بیرونی ساختمان نگه می­دارند (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۸۳ و ۱۸۴). این آفتاب­گیرها تا ۹۰ دصد از گرمای خورشید را کاهش می­ دهند (کسمایی، ۱۳۸۴: ۵۰).
در مجموع، کارآیی آفتاب­گیرهای درونی با تیرگی رنگ آن­ها و کارآیی آفتاب­گیرهای بیرونی با روشنی رنگشان هماهنگی دارد؛ یعنی آفتاب­گیرهای تیره­تر بیرونی و آفتاب­گیرهای روشن­تر درونی از کارآیی بالاتری برخوردار هستند (منبع پیشین: ۱۳۸۴: ۹۹).
با برگزیدن نوع شیشه­ی پنجره می­توان ورود تابش خورشید به درون ساختمان را کنترل کرد. برخی از شیشه­ها با جذب بیش­تر تابش خورشید گذر گرما به درون بنا را کاهش می­ دهند. جذب گرما در شیشه سبب بالا رفتن دمای شیشه می­ شود. در نتیجه، منتقل شدن گرمای جذب­شده سطح شیشه سبب بالا رفتن دمای درون ساختمان می­ شود. (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۸۳). بنابراین، با نصب شیشه­های چندجداره می­توان مقاومت گرمایی پنجره­ها را بالا برد تا گذر گرما به درون بنا کاهش یابد (منبع پیشین: ۱۶۶).
۶- ۵- معماری سایبان
حیاط­خلوت­ها، ایوان­ها و فضاهای نیمه­باز کناره­های بیرونی بنا به آسایش درونی آن کمک می­ کنند. ایوان و پیش­آمدگی جلوی بام در فصول گرم، با به وجود آوردن سایه بر روی دیوارها، بازشوها و کناره-های پیرامونی بناها به کاهش دمای سطوح خارجی آن­ها کمک می­ کند (قبادیان و مهدوی، ۱۳۸۰: ۱۳۲).
نیازهای گرمایشی ساختمان در مناطق سردسیر با تعبیه­ی پنجره و افزایش سطح آن در نمای جنوبی بنا به­ طور چشم­گیری تأمین می­ شود؛ ولی افزایش سطح دیوارها و پنجره‌های رو به جنوب برای استفاده از تابش زمستانی مستلزم افزایش عمق سایبان و بالا بردن ارتفاع بام ساختمان است. این روش از یک سو مقدار جذب تابش زمستانی را بالا می­برد و از سوی دیگر سطح پنجره­ی در معرض تابش تابستانی را کاهش می­دهد (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۸۴ و ۱۸۵).
در مناطق گرمسیر باید از سطح پنجره­های جنوبی کاسته شود و سایبان­های افقی و عمودی با پیش-آمدگی بیش­تری برای آن­ها تعبیه شود؛ زیرا در فصول گرم، فضای داخلی بناهایی که سطح پنجره­ی رو به جنوب آن­ها زیاد است بسیار گرم می­ شود و در فصول سرد نیز به علت کوتاه بودن طول روز، از دست دادن گرمای شبانه­ی درون بناها بیش­تر از جذب گرمای ناچیز روزانه­ی زمستانی است (منبع پیشین: ۱۸۵).
در مناطقی که دارای دو دوره­ آب­وهوایی گرم و سرد هستند، نفوذ تابش خورشید به درون بناها در فصول سرد، ضروری و در فصول گرم غیرضروری است. بنابراین، در این مناطق با تعبیه­ی سایبان­ها متحرک می­توان ورود تابش خورشید به درون ساختمان را با توجه به دوره­ های گرم و سرد کنترل کرد.
۱- ۶- ۵- محاسبه­ی عمق سایبان
برای محاسبه­ی عمق سایبان­های افقی می­توان از رابطه­ زیر استفاده کرد:

D : عمق سایبان برحسب متر.
h : طول سایه برحسب متر.
Z : سمت تابش.
N : زاویه­ی بین خط عمود بر پنجره و جنوب حقیقی.
β : زاویه­ی تابش (علیجانی، ۱۳۷۳: ۵۸).
برای محاسبه­ی عمق نفوذ پرتوهای خورشید به درون ساختمان می­توان از رابطه­ زیر استفاده کرد:

L : عمق نفوذ پرتوهای خورشید به درون ساختمان برحسب متر.
H : ارتفاع سقف پنجره تا کف ساختمان برحسب متر.
β : زاویه­ی تابش (منبع پیشین: ۶۰).
برای محاسبه­ی عمق سایبان­های عمودی می­توان از رابطه­ زیر استفاده کرد:

Dv : عمق سایبان برحسب متر.
W : عرض سایه برحسب متر.
Z : سمت تابش.
N : زاویه­ی بین خط عمود بر پنجره و جنوب حقیقی (کسمایی، ۱۳۸۴: ۵۴).
۲- ۶- ۵- سایبان­های طبیعی
در فصول گرم نماهای شرقی و غربی ساختمان بیش­ترین مقدار تابش خورشید را دریافت می­ کنند. بنابراین، با توجه به بیشینه­ی دمای روزانه هوا در ساعات پس از نیم­روز می­توان با کاشت درخت، بوته و پرچین در نمای غربی ساختمان از تابش مستقیم خورشید جلوگیری کرد. نصب داربست سایبانی نیز با به وجود آوردن سایه بر روی دیوارها مانع بازتاب تابش پخش­شده از سطح زمین به سمت آن­ها می­ شود. فرش کردن بخشی از حیاط ساختمان با پوشش گیاهی کم­تر مورد توجه قرار گرفته است. در صورتی که پوشش گیاهی طی فرایند تبخیر و تعرق – با کاهش گرمای محسوب^[۲۱۷] و تبدیل آن به گرمای نهان^[۲۱۸] در خنک کردن محط نقش بسیار مؤثری ایفا می­ کند (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۷۵).
برای آب­وهوای دارای دو دوره­ گرم و سرد، کاشت گیاهان خزان­دار (برگ­ریز) در نمای جنوبی بنا بسیار مناسب است؛ زیرا در فصول گرم بر روی ساختمان سایه می­اندازند و در فصول سرد نیز به علت ریزش برگ­هایشان از جذب تابش خورشید جلوگیری نمی­کنند. کاشت درختان بلند در نمای جنوبی برای ایجاد سایه بر روی دیوار و بام مناسب است. در مقایسه، درختان کوتاه­تر و همیشه­سبز برای نمای غربی مناسب­ترند؛ زیرا هم زاویه­ی تابش در ساعات پس از نیم­روز کم­تر است و هم این­که خورشید در زمستان کم­تر به دیوارهای شرقی و غربی می­تابد (قبادیان و مهدوی، ۱۳۸۰: ۱۰۸).
۷- ۵- نقش بام­های مسطح و شیب­دار در جذب تابش خورشید
بام­های مسطح در فصول سرد، کم­ترین و در فصول گرم، بیش­ترین مقدار تابش خورشید را دریافت می­ کنند. این مقدار در فصول سرد حتی کم­تر از مقدار تابشی است که دیوارهای جنوب شرقی و جنوب غربی دریافت می­ کنند (کسمایی، ۱۳۸۴: ۲۸).
بام­های شیب­داری که راستای آن­ها شرقی – غربی است، در فصول گرم و بام­هایی که شیب آن­ها جنوبی است، در فصول سرد تابش بیش­تری را دریافت می­ کنند. همچنین، سطوح شیب­داری که شیب آن­ها شمالی است، در تمام فصول کم­ترین مقدار تابش خورشید را دریافت می­ کنند (منبع پیشین: ۲۹).
۸- ۵- نسبت سطح بیرونی به حجم بنا
نسبت سطح بیرونی به حجم^[۲۱۹] بنا، یکی از راه­های ارتباط بین سطح بیرونی ساختمان و فضای درونی آن است. این نسبت برای مقایسه­ بناهایی که از نظر شکل با یکدیگر متفاوتند ولی از نظر حجم باهم برابرند، مورد استفاده قرار می­گیرد. در مورد بناهایی که حجم آن­ها باهم برابر است هرچه شکل ساختمان فشرده­تر باشد مقدار هدر رفتن انرژی کم­تر است. کاهش سطح مرتبط با فضای بیرونی منتقل کردن گرما از طریق رسانش^[۲۲۰] را کاهش می­دهد. در میان بناهای معمول، کم­ترین نسبت سطح بیرونی به حجم را به پلان مربع با بلندی برابر با نصف هر یک از ضلع­هایش با سقف مسطح دارد. در بناهایی که سقف آن­ها شیب­دار است در محاسبه­ی نسبت سطح بیرونی به حجم بنا، حجم زیر سقف نیز مورد نظر است. این نسبت را می­توان با یکپارچه و متراکم کردن فرم ساختمان و کم کردن سطوحی مانند درب و پنجره – که گرما را به سرعت به درون ساختمان هدایت می­ کنند – کاهش داد (قبادیان و مهدوی، ۱۳۸۰: ۱۱۸).
۹- ۵- بالا بردن ضریب بازتاب سطوح بیرونی روبه­روی پنجره­های در معرض تابش زمستانی
تابشی که از پنجره وارد ساختمان می­ شود، فقط به تابش مسقیم خورشید محدود نمی­ شود. بلکه تابش پراکنده و پراکنش پرتوهای رسیده به سطوح خارجی بنا را هم دربر می­گیرد. عمده­ترین سطوح، سطح زمین و سطح بناهای پیرامونی است. مقدار پخش پرتوهای خورشید در یک دیوار قائم که نور را کاملاً پراکنده می­ کند برابر با یک دوم پراکنش از سطوح تراز با آلبدوی^[۲۲۱] یکسان است (منبع پیشین: ۱۰۶). به ضریب بازتاب زمین آلبدو می­گویند (کاویانی و علیجانی، ۱۳۸۳: ۵۶۹). بنابراین، در صورتی که نمای جنوبی بنا در تابستان در زیر چتر سایه قرار داشته باشد می­توان مصالحی را به کار برد که دارای آلبدوی بیش­تری باشد؛ زیرا هنگام صبح و عصر که زاویه­ی تابش خورشید کم­تر است پخش تابش در سطوح قائم بیش­تر از سطوح تراز است. این ویژگی به­ ویژه در عرض­های جغرافیایی بالا و در جهت­های جنوب و غرب و می­توان گرمای ساختمان را تا حدی افزایش داد. استفاده از صفحات پراکنش برای پنجره­های رو به شرق، جنوب شرق و جنوب غرب نیز مناسب است. سطوح بیرونی با آلبدوی بسیار بالا موجب می­ شود تابش بیش­تری از پنجره وارد ساختمان شود. چنین سطوحی دمای فضای درونی ساختمان را در فصول گرم به شدت بالا می­برند. به همین علت، استفاده از سطوح پراکنش متحرک در مناطق سردسیر توصیه می­ شود (طاوسی، ۱۳۹۰: ۱۷۱). در جدول ۵ ضریب بازتابندگی سطوح مختلف نشان داده شده است (احمدی­نژاد، ۱۳۸۴: ۸۳).
جدول ۵: ضریب بازتابندگی سطوح مختلف

سطوح

درصد بازتابندگی

سطوح

درصد بازتابندگی